Микро- и нано системная техника

Микро- и нано- системная техника
Разработка
1. Аналитическое
математическое
моделирование
2. Компьютерное
моделирование с
использованием
программных
продуктов
Mentor Graphics,
ANSYS, Cadence,
Synopsys, Solid
Works, Pro-engineers,
и т.д.
Изготовление макетов, производство
Кристальное
производство
элементов
микро- и нано
системной
техники
Сборка
модулей
систем,
корпусир
ование,
герметиза
ция
Межоперац
ионный
контроль,
тестирование
Технологическое и контрольноизмерительное оборудование для
производства изделий НЭМС и МЭМС:
Участок входного контроля
Участок фотолитографии
Участок жидкостной химической обработки и
травления
Участок сухого травления технологических
слоев
Участок формирования д/э слоёв
Участок напыления металлов
Участок термических процессов и осаждения
технологических слоев
Участок сборки
Участок приготовления растворов
Испытание, аттестация
1.Функциональные
испытания
2.Термические
испытания.
3. Испытания на
воздействие
внешних
возмущающих
факторов.
Объекты микро- и наносистемной техники
1. Датчики давления
абсолютного давления, относительного
давления, дифференциального давления
измерение потоков газов, жидкостей
- измерение плотности жидкости
- измерение уровня жидкости
2. Датчики излучения
3. Элементы, компоненты ИС,
фильтры перестраиваемые и т.п.
4.микрофоны,
6. Микрозеркала
9. Микро- и наноакселерометры
Автомобилестроение, транспорт
(трубопроводный, ж/д)
- измерение шумов двигателя
- измерение вибрации
- счётчики оборотов
- удары
- ускорение
- угол наклона
- стабилизация
- навигация
- позиционирование
- сейсмодатчики
5. Микрореле
7. Актюаторы
Насосы, двигатели
8. Генераторы
SEM изображение чувствительного
элемента кольцевого микрогироскопа,
микрозеркала, интегрированного
датчика угловой скорости
10. Микро- и нано гироскопы
Измерение угловой скорости,
11. Интегрированные
навигационные системы
12. Микросопла, реактивные
микро- и нано- двигатели
13. Преобразователи энергии
14. Микро- и нано аналитические
системы
15. Идентификаторы и т.д.
16. Болометры, анемометры и др.
приборы МЭМС и НЭМС .
Потребление НЭМС и МЭМС
Рис. 1. Рынки и области применения инерциальных
датчиков МЭМС в 2004-2009 г.г.
По прогнозам, рынок всех инерциальных МЭМС
датчиков к 2009 г. вырастет до 1350 млн. $, из которых
сегмент рынка МЭМС гироскопов вырастет до 718 млн. $ за
счёт роста потребностей автомобильной промышленности
(производство средств безопасности), а объём продаж МЭМС
акселерометров вырастет до 626 млн. $ как за счет автопрома,
так и за счет производства потребительских товаров.
Рынок МОЭМС-элементов к 2008 году превысит
планку в 3 млрд. $.
В целом, ожидается, что рынок всех МЭМС-устройств к
2010 г. вырастет до 95 млрд. $.
Рис. 2. Рынок инерциальных датчиков МЭМС
в 2004 – 2009 г.г.
Базовые технологические маршруты изготовления
МЭМС и НЭМС
Технология объемной микрообработки
Технология поверхностной микрообработки
Технология объемной микрообработки
(ОМО) заключается в выборочном удалении
(травлении) кремния для формирования в объеме
монокристаллической подложки микро и нано
механических структур.
Технология поверхностной микрообработки
(ПМО) заключается в построении микро и нано
структур на поверхности кремния путем
формирования структурных и жертвенных слоев
(пленок) и их обработка для получения требуемой
механической структуры.
Основная тенденция - интеграция
механических элементов с элементами ИС
(микросборки).
+
Технологии изготовления микросхем, интегрированных с чувствительными элементами МЭМС и
Схема технологического маршрута
изготовления МЭМС и НЭМС
Подготовка исходных
пластин
Получение подвижных и
неподвижных
механических элементов
Изготовление элементов
ИС
актюатор
Совмещение
(сращивание)
элементов
и
структур МЭМС
микрозеркало
микрогироскоп
Получение
чувствительных элементов и
структур МЭМС.
- фотолитография
- жидкостная хим. обработка и
травление, плазмохимическая
обработка
- формирование д/э слоёв
- напыление металлов
- термические процессы
-осаждение технологических
слоев
- сборка и корпусирование
акселерометр
Структура
прибор, система …
4-х канальная печь
SVFUR-AH4
Изготовитель:
SVCS, Чехия.
Количество: 2.
Назначение:
Термическое окисление кремния в сухом
кислороде, пирогенное окисление, диффузия,
разгонка примеси, отжиг, вжигание металлов.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Основные характеристики:
4 горизонтально расположенных реакционных
трубы закрытого типа с водяным охлаждением.
Бесконтактная система загрузки.
Тепловая взаимосвязь между соседними трубами
не более 1С.
Точность поддержания температуры
+/-0.1С.
Независимые системы управления,
обеспечивающие автоматическое выполнение,
протоколирование процессов и неисправностей.
Статистическая обработка процессных параметров
4-х канальная установка химического осаждения из
газовой фазы при пониженном давлении и плазменной
активации
SVFUR-LH4 SVFUR-PEH4
Изготовитель:
SVCS, Чехия.
Количество: 2.
Назначение:
Химическое осаждение (LPCVD) SiO2, Si3N4, TEOS и поликремния из газовой фазы при
пониженном давлении Осаждение диэлектриков при пониженной температуре (PECVD).
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Основные характеристики:
4 горизонтально расположенных реакционных трубы
системы "труба в трубе" с водяным охлаждением.
Бесконтактная система загрузки.
Тепловая взаимосвязь между соседними трубами не
более 1С.
Точность поддержания температуры +/-0.1С.
Система распределенной подачи газа для процессов
осаждения поликристаллических слоев кремния (flat).
Независимые системы управления, обеспечивающие
автоматическое выполнение, протоколирование
процессов и неисправностей.
Статистическая обработка процессных параметров
Установка очистки азота, кислорода и
водорода
Infinity GPS 12IAT Aeronex
CE 10MN8Y Infinity GPS 4HIT
Назначение:
Очистка магистрального
азота, кислорода,
водорода, влаги и
других примесей.
Изготовитель:
Entegris.
Количество: 3.
Основные характеристики:
1. Производительность до
60 куб.м./ час.
2. Уровень очистки до 1 ppb.
3. Система мониторинга
качества газа.
4. Автоматическая
регенерация и мониторинг
качества газов.
Шкаф баллонный для взрыво-,
пожароопасных и токсичных
газов
Назначение:
Хранение и
использование
гидридных,
хлорсодержащи
х и других
опасных газов.
Изготовитель:
SVCS, Чехия.
Количество: 17.
Основные характеристики:
1. Пожаро- взрывобезопасное исполнение, системы
сплинкерного пожаротушения, датчики утечки
газов и отсутствия вентиляции и другие
элементы безопасности соответствующие
мировым стандартам.
2. Автоматическая система управления клапанами,
контроля газов по давлению и весу, система
прокачки магистрали при смене баллонов, ,
система контроля температуры, система
проверки герметичности соединений после
смены газовых баллонов.
Кластерная установка напыления
тонких пленок
FHR-MS 150x4
Назначение:
Напыление тонких пленок для
формирования металлической
разводки ИС.
1.
2.
3.
4.
5.
Изготовитель:
FHR, Германия.
Количество: 1.
Основные характеристики:
Установка кластерного типа с безмасляной
откачной системой. Индивидуальная обработка в
модуле ионной зачистки и групповая в модуле
напыления с системой шлюзовой загрузки и
выгрузки пластин из кассеты в кассету;
До 4 различных магнетронов с защитными
экранами и заслонками для исключения
взаимного загрязнения;
Непрерывное вращение пластин со скоростью до
20 об/мин, колебательные движения
относительно оси (частота и амплитуда
колебаний программируются) и возможность
точного позиционирования для стационарного
режима напыления;
RF/DC смещение и нагрев подложки в процессе
напыления до 200°С;
RF охлаждаемый электрод в модуле ионной
зачистки.
Кластерная установка плазмохимического
травления
STS СРX Etch system
Назначение:
Анизотропное
травление
поликремневых и
кремний
содержащих
диэлектрических
слоев с высокой
селективностью,
глубокое
анизотропное
травление кремния с
высоким аспектным
соотношением.
1.
2.
3.
4.
5.
Изготовитель:
Surface Technology Systems,
Великобритания.
Количество: 1.
Основные характеристики:
Шлюзовая камера на две кассеты, робот- манипулятор и три
независимых процессных реактора. Подложкодержатели
оснащены гелиевым охлаждением с электростатическим
прижимом. Диапазон температур -20 – +90°С ±5°С.
Модуль глубокого анизотропного травления кремния:
- реактор ICP типа с нагреваемыми стенками (+20 – +130°С);
- конструкция с газовой и откачной системами позволяет
проводить чередование фаз полимеризации и травления с
периодом менее 2 сек;
- скорость травления до 20 мкм/мин, шероховатость боковых
стенок от 0,05 до 1,0 мкм.
Модуль высокоселективного травления диэлектрических слоев
- реактор TCP типа с нагреваемыми стенками (+20 – +130°С);
- плотность плазмы > 1х1012 ион/см3;
- скорость травления более 0,5 мкм/мин.
Модуль травления поликристаллических слоев кремния
- реактор ICP типа с нагреваемыми стенками (+20 – +130°С).
Возможность удаленного, через сеть Internet доступа фирмы
изготовителя для диагностики и выявления неполадок в системе.
Кластерная установка
плазмохимического травления
STS VРX Etch system
Назначение:
Травление
металлических
пленок, снятие
фоторезиста и
антикоррозионная
обработка в едином
вакуумном цикле.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Изготовитель:
Surface Technology Systems,
Великобритания.
Количество: 1.
Основные характеристики:
Платформа оснащена шлюзовой камерой, роботомманипулятором и двумя независимыми процессными
реакторами;
Модули травления металлических пленок и проведения
антикоррозионной обработки оснащены реакторами ICP
типа с нагреваемыми стенками (+20 – +130°С);
Проведения процесса травления металлических пленок,
антикоррозионная обработка и снятие фоторезиста в
едином технологическом цикле;
Все подложкодержатели оснащены гелиевым
охлаждением с электростатическим прижимом. Диапазон
температур -20 – +90°С с однородность <±5°С;
Имеется возможность установки датчиков окончания
процессов;
Возможность удаленного через сеть Ethernet доступа
фирмой изготовителем для проведения диагностических
работ с целью выявления неполадок в системе и выдаче
рекомендаций по их устранению.
Система нейтрализации
выбросов
CT-BWK4-Twin K8
Изготовитель:
Centrotherm Германия.
Количество: 2.
Назначение:
Нейтрализация выхлопов установок осаждения и
плазмохимического травления.
Основные характеристики:
1. Автоматизированная система контролируемого нагрева газовых вводов и
автоматизированной системой мониторинга и управления нагревателями.
2. Контроль состояния системы осуществляется по индикаторам
работоспособности и по цифровому монитору, позволяющему проводить
контроль и диагностику системы в целом, а также программировать режимы
работы.
Оптический микроскоп
высокого разрешения
Vistec INM200 UV
Изготовитель:
Vistec, Германия.
Количество: 4.
Назначение:
Визуальный контроль кристаллов на пластине в
светлом, темном поле.
Основные характеристики:
1. Оцифровка изображения и измерение линейных
размеров.
2. Разрешающая способность 0,08 мкм.
3. Высокоскоростной автофокус.
4. Высокоэффективная виброзащита.
5. Режим просмотра в глубоком ультрафиолете.
Лазерный микроскоп
VL2000D
Изготовитель:
Lasertec,
Германия.
Назначение:
Высокопрецизионное построение
трехмерных изображений структур
СБИС, МЭМС, МОЭМС.
Кислотный процессор
SCR Mercury style
Изготовитель:
SCR, Чехия.
Количество: 2.
Назначение:
Автоматическая отмывка в кислотных, перикисно-аммиачных
растворах, промывка и сушка пластин со структурами СБИС и МЭМС.
Основные характеристики:
1. Полностью автоматизированная система под
управлением ПК.
2. Материалы, контактирующие с пластинами и
реактивами, выполнены из высокочистого
материала. Фильтрация и подогрев реактивов.
3. Прецизионное травление SiO2, Перикисно
соляная обработка.
4. Качество отмывки от Fe, Ca, K, Na, Cu - 5х1010
Установка жидкостного
травления
SCR
Назначение:
Полуавтоматическая химическая
обработка в кислотных,
щелочных растворах.
Анизотропное и неанизотропное
травление материалов с
управляемой селективностью с
промежуточной промывкой
стоп-ваннах.
Изготовитель:
SCR, Чехия.
Количество: 9.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Основные характеристики:
Управление при помощи ПК.
Использование высокочистых
материалов.
Привнесение металлических
примесей менее 210 (Fe, Cu, Zn,
Ni, Cr, K, Na, Ca)
Промышленные системы
барботирования, нагрев
растворов. Продувка
нагревателей азотом.
Термостабилзированные стенки
ванн.
Мегазвуковая обработка.
Ванны снабжены
автоматическими устройствами
приготовления растворов,
рециклом с фильтрацией.
Установка сушки пластин
(центрифуга)
SCR RD SP
Назначение:
Полуавтоматическая
химическая обработка в
кислотных, щелочных
растворах. Анизотропное и
неанизотропное травление
материалов с управляемой
селективностью с
промежуточной промывкой
стоп-ваннах.
Изготовитель:
SCR, Чехия.
Количество: 1.
Основные характеристики:
1. Полностью автоматизированная система
под управлением ПК.
2. Материалы, контактирующие с
пластинами и реактивами, выполнены
из высокочистого материала.
3. Одновременная загрузка 100 пл.
диаметром 150мм.
4. Качество отмывки от Fe, Ca, K, Na, Cu 5х1010.
Нагреватель деионизованной воды
Lufran 144W SCR
Lufran 260W SCR
Изготовитель:
SCR, Чехия.
Количество: 1.
Назначение:
Автоматический нагрев и поддержание температуры
деионизованной воды.
Основные характеристики:
1. Все составляющие установки, контактирующие с
реагентами, выполнены из высокочистых материалов.
2. Максимальный нагрев - 125oC.
3. Высокая скорость нагрева и точность поддержания
температуры.
Установка проявления фоторезиста
EVG120
Изготовитель:
EVG GROUP, Австрия.
Количество: 1.
Назначение:
Проявление фоторезиста, сушка, дубление.
1.
2.
3.
4.
Основные характеристики:
Полностью автоматизированная
кластерная система под управлением
ПК.
Захват пластин в пяти миллиметровой
зоне от края, что предотвращает
появление дефектов как на лицевой так
и на рабочей поверхности, а так же дает
возможность обрабатывать пластины с
мембранами.
Возможность проявления спреем и
струей.
Равномерность проявления 0,5%
Установка проявления фоторезиста
EVG150
Изготовитель:
EVG GROUP, Австрия.
Количество: 1.
Назначение:
Нанесение фоторезиста, сушка, охлаждение, обработка в ГМДС. Возможность
двустороннего нанесения, защита края, очистка обратной стороны, удаление
валика.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Основные характеристики:
Полностью автоматизированная
кластерная система под управлением ПК.
Захват пластин в пяти миллиметровой
зоне от края.
Возможность двустороннего нанесения
ФР центрифугированием и спреем.
Возможность обработки краевого валика
и обратной стороны.
Скорость вращения центрифуги 0-10000
об./мин.
Равномерность нанесения ФР по пластине
не хуже 0,5%.
Установка гидромеханической
отмывки пластин
EVG320
Назначение:
Гидромеханическая,
мегазвуковая отмывка
пластин.
1.
2.
3.
4.
5.
Изготовитель:
EVG GROUP, Австрия.
Количество: 1.
Основные характеристики:
Полностью автоматизированная
система под управлением ПК.
Захват пластин в пяти миллиметровой
зоне от края.
В системах подачи воды предусмотрен
непрерывный проток для
предотвращения роста бактерий.
Материалы, контактирующие с
пластинами, выполнены из
высокочистого материала,
предотвращающего появление царапин
на поверхности пластин.
Возможность мегазвуковой обработки
пластин.
Установка контактной
фотолитографии и
совмещения подложек
MA6/BA6
Изготовитель:
Suss Microtec
Германия.
Количество: 1.
Назначение:
Совмещение и экспонирование (перенос изображения на топографию
до 300мкм.; возможность совмещения по обратной стороне;
совмещение перед анодной посадкой).
1.
2.
3.
4.
5.
Основные характеристики:
Проработка изображений на зазоре
300 мкм (в том числе и на топографии
до 300 мкм).
Программируемый зазор от 0 до 300
микрон с точностью 1 микрон.
Максимальная разрешающая
способность - 0,8 мкм.
Разрешающая способность на зазоре
300 мкм -10мкм.
Точность совмещения 0,5 мкм.
Установка контактной
фотолитографии
MA-150E BSA
Изготовитель:
Suss Microtec
Германия.
Количество: 1.
Назначение:
Двустороннее совмещение и экспонирование с разрешением 0,6 мкм.
1.
2.
3.
4.
5.
Основные характеристики:
Полностью автоматизированная система под
управлением ПК.
Возможность совмещения по лицевой и
обратной стороне пластин.
Максимальная разрешающая способность –
0,6 мкм.
Точность совмещения по лицевой стороне –
1 мкм.
Точность совмещения по обратной стороне –
1,5 мкм.
Установка соединения пластин
и подложек
Suss Microtec Substrate bonder SB6
Изготовитель:
Suss Microtec
Германия.
Количество: 1.
Назначение:
Групповая сборка микро- и наносистем на кремнии.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Основные характеристики:
Полностью автоматизированная система под
управлением ПК.
Обеспечен подогрев как верхнего, так и
нижнего столиков.
Столик с высоким вакуумом и контролем
температуры от
50 до 550 oC.
Максимальная сила бондинга 20 кН.
Толщина склеиваемых пластин 0,5-6 мм.
Максимальный сдвиг совмещения 1 мкм.
Газоизмерительный комплекс
Изготовитель:
MST Германия.
Количество:
SATELLITE 30
MSTox 9001.
Назначение:
Контроль превышения ПДК взрыво-, пожароопасных
и токсичных газов.
Основные характеристики:
1.
Многоканальная стационарная система
контроля гидридных, хлор,
фторсодержащих газов.
2.
Автономный монитор опасных газов для
персонального применения.
Климатический комплекс
Количество:
1.
Назначение:
Обеспечение условий технологической среды.
Основные характеристики:
Климатический комплекс, включает:
- климатические боксы;
- устройства создания базовой среды класса 5 ИСО, 6 ИСО
в климатических боксах;
-устройства распределения базовой среды в климатических
боксах;
-устройства рециркуляционного обмена базовой среды в
климатических боксах.